TW201715737A - 太陽能電池之製造方法及太陽能電池 - Google Patents

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Abstract

係具有：太陽能電池用基板、形成於太陽能電池用基板上之第1及第2集電電極。第1及第2集電電極內之至少一方，係在太陽能電池用基板上具有：全面分布而形成之柵電極4G，以及鄰接於柵電極4G，用以進行電流取出之受光面匯流電極4B之太陽能電池之製造方法。將受光面匯流電極4B及柵電極4G之形狀圖樣分割成複數的印刷範圍，製作對應分割後之印刷範圍之分割電極形狀圖樣之具有第1開口部之第1印刷版，與具有第2開口部之第2印刷版，由於使用印刷進行網版印刷，在一部分的區域具有第1及第2開口部重疊之區域Rx，在受光面匯流電極4B上之預先決定的區域不具有重疊區域Rx，而形成集電電極。

Description

太陽能電池之製造方法及太陽能電池
本發明係關於太陽能電池之製造方法及太陽能電池，特別是關於電極的形成。
以往之典型的太陽能電池(cell)之基板構造，係在矽(silicon)基板上設置不同導電型之不純物擴散層，形成pn接面，並在p型區域側及n型區域側形成電極而可得到。例如，可在厚度0.20mm程度之單晶或多晶矽所形成之p型單晶矽基板之主面側，設置深度為0.1μm至0.5μm之由磷(phosphorus)等之n型不純物擴散之n型擴散層。然後，在其上層形成為了使受光面之反射率減低之由Si3N4、SiO2等之介電體膜所形成之反射防止膜兼鈍化(passivation)膜，並形成為了取出電流之匯流(bus)電極與柵(grid)電極。另一方面，在p型單晶矽基板之相反側之面之背面，形成使鋁(aluminum)等之p型不純物以高濃度擴散之背電場(back surface field,BSF)層，在該背面上形成鋁電極與背面匯流電極。
在製造此種太陽能電池時，關於柵電極或匯流電極之形成，由於容易且低成本等理由，一般而言係使用如下所示之印刷及燒成法。關於受光面電極材料，係使用以高比率混合銀粉末之導電膠(paste)，並使用網版(screen)印刷法等之圖 樣(pattern)形成方法塗布導電膠(paste)後，在燒成爐中高溫燒結形成受光面電極。藉由此電極之形成方法之情況，通常係使用銀粉末、玻璃熔塊(glass frit)、樹脂與有機溶劑為主成分之導電膠。
匯流電極，係為了在進行完成後之太陽能電池之輸出測定時，使測定用之探針(probe pin)接觸而使用之地方，並且，被做為連接將藉由入射至太陽能電池之光所生成之載子(carrier)取出至外部用之導線之用途而利用。因此，一般而言，相較於柵電極，更被要求與電池之附著強度強，且相較於柵電極，電阻率更可能被要求。
由於銀粉末為非常昂貴的材料，例如在專利文獻1，為了減少材料成本，將匯流電極及柵電極分割成2個以上的部分進行2次以上網版印刷，使形成的匯流電極較柵電極薄，有抑制導電膠之使用量之情況。
又，在專利文獻2，揭示了關於柵電極，使用銀粉末含有率相對高之電極漿材料之情況，或是藉由僅在柵電極進行2次以上重疊網版印刷而形成，來形成更低電阻之柵電極之情況。在專利文獻2，匯流電極係使用銀粉末含有率較柵電極低之電極漿，或是使用了例如銅等銀以外之金屬粉末之電極漿，僅以1次的網版印刷來形成。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利實用新案登錄第3168227號公報
專利文獻2：日本專利實用新案第3169353號公報
然而，根據上述之先前技術，在分割形成電極圖樣時，為了使匯流電極與柵電極電性連接，必須使其具有重疊之部分。為了使柵電極重疊於匯流電極上而形成電極，所形成的電極僅在匯流電極與柵電極重疊處會較厚，並在匯流電極上發生大的凹凸。在為了測定如此之太陽能電池之輸出，而將探針接觸至太陽能電池之匯流電極上時，會有部分接觸匯流電極上之凸部之情況，探針與電極之接觸電阻會變化，因此有無法正確地測定之情況。
又，探針若具備滑動之機構的情況，會有對於探針不是垂直施力之情況，因此會有滑動部提早劣化之問題。
又，在將被稱為跳格線(tab wire)之導線接至匯流電極時，若接著至局部存在的凹凸部，則接著強度低下。
為了避免這些課題，而以消除匯流電極上之凹凸為目的，例如，有想到在將第1次所印刷之匯流電極部分地擴張至柵電極側，製作重疊區域後，在其上連接柵電極。然而，在此情況，擴張匯流電極而重疊之區域必須確定考慮到網版印刷機之位置準確度之面積。採用如此之電極圖樣之情況，由於在擴張匯流電極面積處，減少了光入射至太陽能電池發電之面積，因此有降低輸出之問題發生。
本發明，係有鑑於上述而做成之物，在以複數次的印刷形成太陽能電池之柵電極與匯流電極時，以得到與測定 用探針之接觸良好，且與跳格線之接觸良好之太陽能電池為目的。
為了解決上述課題，達成目的，本發明，係具有：太陽能電池用基板、形成於太陽能電池用基板上之第1及第2集電電極，第1及第2集電電極內之至少一方，係在太陽能電池用基板上具有：全面分布而形成之柵電極，以及鄰接於柵電極，用以進行電流取出之匯流電極。前述匯流電極及前述柵電極之形狀圖樣，匯流電極僅在長邊方向被分割成複數個，使被分割成複數個之匯流電極之間僅在長邊方向具有重疊區域，藉由進行複數次之網版印刷步驟而形成。
根據本發明，可達到得到在以複數次的印刷形成太陽能電池之柵電極與匯流電極時，與測定用探針之接觸(contact)良好，且與跳格線之接著性良好之太陽能電池之效果。
1‧‧‧p型單晶矽基板
4‧‧‧集電電極
4a‧‧‧第1導電層
4b‧‧‧第2導電層
4G‧‧‧柵電極
4B‧‧‧受光面匯流電極
Ra‧‧‧第1導電層上區域
Rb‧‧‧第2導電層上區域
RBa‧‧‧第1背面導電層上區域
RBb‧‧‧第2背面導電層上區域
6‧‧‧反射防止膜
7‧‧‧n型擴散層
8‧‧‧BSF層
9‧‧‧背面鋁電極
10‧‧‧背面匯流電極
Rx‧‧‧重疊區域
20‧‧‧導線
40‧‧‧第1印刷版
41‧‧‧第2印刷版
80‧‧‧支架插座
81‧‧‧針銷
82‧‧‧圓盤狀之接觸部
90‧‧‧伏特計
91‧‧‧安培計
PA、PB‧‧‧探針
PIA、PIB‧‧‧探針之電流端子
PVA、PVB‧‧‧探針之電壓端子
h1‧‧‧第1開口
h2‧‧‧第2開口
h3‧‧‧第3開口
第1圖係模式地繪示實施形態1之太陽能電池之受光面之俯視圖。
第2圖係模式地繪示實施形態1之太陽能電池之背面之仰視圖。
第3圖係繪示第1圖之A1-A1剖面圖。
第4圖係繪示第1圖之A2-A2剖面圖。
第5圖係第1圖之重要部分放大圖。
第6圖係繪示第5圖之B1-B1剖面圖。
第7圖係繪示第1層圖樣之圖。
第8圖係繪示第2層圖樣之圖。
第9圖係繪示用以形成第1層圖樣之第1印刷版之圖。
第10圖係繪示用以形成第2層圖樣之第2印刷版之圖。
第11圖係表示實施形態1之太陽能電池之製造步驟之流程圖。
第12圖係模式地繪示實施形態2之太陽能電池之受光面仰視圖。
第13圖係實施形態2之太陽電之重要部分放大圖。
第14圖係表示第13圖之B2-B2剖面圖。
第15圖係實施形態3之太陽能電池之輸出測定裝置之說明圖，係繪示太陽能電池之受光面匯流電極、背面匯流電極及輸出測定用探針之位置關係之圖。
第16圖係探針之說明圖。
第17圖係繪示探針之尖端之重要部分擴大圖。
第18圖(a)及(b)係繪示導線之固定接著步驟之說明圖。
以下，基於圖式詳細說明與本發明之實施形態有關之太陽能電池之製造方法及太陽能電池。又，此發明並非由於此實施形態而被限定，可在不脫離該要旨之範圍適當變更。又，在以下所示圖式中，為了容易理解，各層或是各構件之比例尺有和現實不同之情況，在各圖式間也是相同。又，即使為剖面圖，也有為了使圖式容易看而不畫剖面線(hatching)之情 況。
實施形態1
以下，對於本發明之實施形態1之太陽能電池之製造方法及太陽能電池，基於圖式而詳細說明。第1圖係模式地繪示實施形態1之太陽能電池之受光面之俯視圖，第2圖係模式地繪示實施形態1之太陽能電池之背面之仰視圖，第3圖係繪示第1圖之A1-A1剖面圖，第4圖係繪示第1圖之A2-A2剖面圖，第5圖係第1圖之重要部分擴大圖，第6圖係繪示第5圖之B1-B1剖面圖，第7圖係繪示第1層圖樣之圖，第8圖係繪示第2層圖樣之圖，第9圖係繪示用以形成第1層圖樣之第1印刷版之圖，第10圖係繪示用以形成第2層圖樣之第2印刷版之圖，第11圖係繪示實施形態1之太陽能電池之製造步驟之流程圖(flow chart)。實施形態1之太陽能電池，如第1圖至第4圖所示，係在太陽能電池用基板上，具有受光面側之集電電極4，其包含：全面分布地形成在受光面1A上之柵電極4G，以及鄰接於柵電極4G，用以進行電流取出之受光面匯流電極4B。又，在第1圖、第8圖、第10圖、第12圖及第18圖，為了使圖式清楚而省略了柵電極4G之一部分。
實施形態1之太陽能電池之製造方法，包含：在形成集電電極4時，使用在沿著受光面匯流電極4B之長邊方向含有不連續部之第1開口h1之第9圖所示的第1印刷版40，在受光面匯流電極4B形成區域之一部分上，印刷第1導電膠，形成第7圖所示的第1導電層4a之步驟；與使用具有與第1開口h1之一部份重疊之第2開口h2，及相當於柵電極4G之第 3開口h3之第10圖所示的第2印刷版41，印刷第2導電膠，形成如第8圖所示的第2導電層4b之步驟。在實施形態1之太陽能電池中，如第5圖及第6圖之重要部分放大圖所示，受光面匯流電極4B，係僅在長邊方向被分割成複數個，且在沿著長邊方向之一部份，具有與第1導電層4a上重疊的第2導電層4b之重疊區域Rx。在實施形態1，將重疊區域Rx以外之第2導電層上區域Rb作為探針設置區域，亦即，探針加壓區域。柵電極4G係以第2導電層4b來形成。以探針設置區域與跳格線連接時之加壓區域為一致的方式設計為佳。
接著，說明實施形態1之太陽能電池之製造步驟。首先，準備矽基板，此矽基板係由單晶或多晶所形成，其含有p型，例如為硼(boron)等，n型，例如為磷等之半導體不純物，大多使用電阻率為0.1Ω‧cm以上，6.0Ω‧cm以下之形狀者。以下，以使用p型單晶矽基板1之太陽能電池之製造方法為例說明。又，在p型單晶矽基板準備步驟S101，準備p型單晶矽基板1做為太陽能電池形成用之基板。其大小大多使用為100mm至160mm平方，厚度為0.1mm以上0.3mm以下之板狀者。
實施以如氫氧化鈉(sodium)或是氫氧化鉀(potassium)等之高濃度的鹼(alkali)，或是氫氟酸(hydroflouroic acid)與硝酸之混合液等蝕刻(etching)2μm以上20μm以下之程度，來除去p型單晶矽基板1在切成一定的厚度時，所受到的機械性損傷(damage)或是汙染層，並藉由乾燥，形成組織(texture)之步驟S102，形成被稱為組織之凹凸構造。組織係在 太陽能電池之受光面中產生光之多重反射，使光被封住而有效率地在半導體內被導向，變得不容易返回，因此減低反射率，對於提升變換效率有所貢獻。
接下來，在熱擴散步驟S103，例如將p型單晶矽基板1設置於含有POCl3等之n型不純物含有氣體之800℃至1,000℃之高溫氣體中，實施熱擴散。在熱擴散步驟S103，藉由使磷等n型不純物擴散至p型單晶矽基板1全面之熱擴散法，在受光面1A上形成片電阻為30Ω/□以上150Ω/□以下程度之n型擴散層7。在p型單晶矽基板1之兩面及端面也有形成n型擴散層7時，在此情況，藉由浸漬於氟硝酸溶液中，除去不需要的背面與端面之n型擴散層7。之後，將以熱擴散形成之磷玻璃在1%以上15%以下之氫氟酸水溶液中浸漬數分鐘而除去，並以純水洗淨。
接下來，在反射防止膜形成步驟S104，在上述p型單晶矽基板1之受光面1A側形成反射防止膜6。此反射防止膜6，係做為反射防止膜兼鈍化膜而作用。反射防止膜6，例如係將SiH4、NH4與N2之混合氣體以輝光放電分解，使其電漿化而沉積之電漿CVD法等形成Si3N4。反射防止膜6，具有約60nm至100nm程度之厚度，係使折射率由1.9至2.3而形成。反射防止膜6，係為了在p型單晶矽基板1之表面防止光反射，使光有效率的導入而設置。又，Si3N4係對於n型擴散層7具有鈍化效果，做為鈍化膜而作用，和反射防止機能一起具有使太陽能電池之電氣特性提升之效果。
接著，在背面電極形成步驟S105，首先在p型單 晶矽基板1之背面，例如以網版印刷機使用印刷版形成背面匯流電極10。例如，使用含有30wt%以上80wt%以下之銀粉末、玻璃熔塊與樹脂，以有機溶劑混合之導電膠，網版印刷如第2圖所示的背面電極10，並在150℃以上220℃程度使其乾燥。然後，之後使用例如含有鋁、玻璃熔塊與樹脂等，以有機溶劑混合之導電膠，在背面匯流電極以外之區域網版印刷，形成背面鋁電極9。之後再次在150℃以上220℃程度使其乾燥。又，在下述之後的燒成步驟，鋁從背面鋁電極9擴散至p型單晶矽基板1，形成由p型擴散層所形成之BSF層8。
接著，例如以網版印刷機使用第1及第2印刷版40、41依序形成受光面匯流電極4B及柵電極4G。係如第9圖所示，第1印刷版40在沿著長邊方向含有不連續部之第1開口h1。如第10圖所示，第2印刷版41具有與一部分的第1開口h1重疊之第2開口h2，與相當於柵電極4G之第3開口h3。在第1印刷版40及第2印刷版41上，M1、M2為定位點(mark)，在第1印刷版40之定位點M1所形成之圖樣上，使第2印刷版41之定位點M2吻合而設置來進行印刷。結合第1開口h1與第2開口h2，可形成受光面匯流電極4B。首先，在第1導電膜形成步驟S106，使用第1印刷版40，在受光面匯流電極4B之一部分印刷第1導電膠，形成第1導電層4a。第7圖係繪示第1導電層形成後之基板之狀態之模式圖。
接著，在第2導電膜形成步驟S107，使用第2印刷版41印刷第2導電膠，形成第2導電層4b。第8圖係繪示第2導電層形成後之基板的狀態之模式圖。為了使圖式更清楚 而省略第1導電層4a，僅繪示第2導電層4b之圖樣。受光面匯流電極4B係在沿著長邊方向，具有與一部份的第1導電層4a重疊之第2導電層4b的重疊區域Rx。此時所使用之導電膠，例如係使用含有70wt%以上95wt%以下之銀粉末、玻璃熔塊與樹脂，以有機溶劑混合者。在表面之反射防止膜6上印刷受光面匯流電極4B之一部分與柵電極4G之電極圖樣，並在150℃以上220℃以下程度乾燥。
在此所使用之第1及第2印刷版40、41，例如係在不鏽鋼(stainless steel)或是鎳(nickel)、聚酯(polyester)等之網目(mesh)覆層(coating)乳劑之構造，使用具有開口部之網版製版，將電極形狀圖樣上的乳劑層除去。柵電極4G之線寬為20μm以上150μm以下，厚度為5μm以上20μm，間距為1.0mm以上2.5mm以下，受光面匯流電極4B之線寬為0.7mm以上2.0mm以下，厚度為5μm以上20μm以下程度。通常，大多使用具有受光面匯流電極4B與柵電極4G整體圖樣之開口部之印刷版，一次印刷。
如上所述，印刷受光面側之集電電極4後，實施熱處理步驟S108，在燒成爐以600℃以上850℃以下進行3秒鐘以上60秒鐘以下之燒成，同時形成受光面匯流電極4B及柵電極4G、背面匯流電極10與背面鋁電極9，完成太陽能電池。完成之太陽能電池，一邊使探針接觸受光面匯流電極4B與背面匯流電極10之數處，一邊照射擬似太陽光，在輸出測定步驟S109進行輸出的測定。
在輸出測定時，使探針接觸的區域，係在受光面 匯流電極4B上，沒有第1導電層4a之圖樣之第2導電層上區域Rb，亦即，僅為第2導電層4b之區域，藉由一直具有平坦之形狀而不會發生部分接觸，而可穩定地實施確實之測定。又，在探針之滑動時，由於探針變得和平坦部接觸，因此不施加垂直力於探針之狀況為較少，可防止滑動部的劣化。
在之後，在導線接觸步驟S110，將被稱為跳格線之導線焊接於受光面匯流電極4B。又，第18圖(a)及(b)係繪示導線之固定接著步驟之說明圖。如第18圖(a)所示，將導線20在受光面匯流電極4B上定位，進行焊接。如第18圖(a)以箭號表示加壓處，係在受光面匯流電極4B上，沒有第1導電層4a之圖樣之第2導電層上區域Rb，亦即僅第2導電層4b之區域，使無圖示之焊接工具(tool)接觸，將導線20與受光面匯流電極4B接合。第18圖(b)係繪示接合了導線20而將太陽能電池串聯之狀態。
如此，藉由對於受光面匯流電極4B焊接被稱為跳格線之導線20，實現元件間連接。此時，如第6圖所示，關於焊接時機械性地加壓之區域，為受光面匯流電極4B上之沒有第1導電層4a之圖樣之第2導電層上區域Rb，亦即，僅第2導電層4b之區域。因此，藉由加壓一直是平坦且高度低之區域，不會發生部分接觸，而確實地加壓受光面匯流電極4B上整體，而可確實地進行連接。亦即，與第1導電層4a間不具有重疊區域之第2導電層4b之沒有第1導電層4a圖樣的第2導電層上區域Rb，相當於測定時，探針與導線接觸時之支撐部件所接觸之受光面電極4B。藉由導線而將太陽能電池串聯形 成太陽能電池組列(string)，進而用連接構件連接太陽能電池組列而形成太陽能電池陣列(array)。
最後，在層壓處理步驟S111，配置透光性之玻璃基板於受光面側，配置樹脂製之背板於背面側，藉由分別透過封裝樹脂而將連接了導線之太陽能電池陣列夾住，藉由加熱封裝太陽能電池陣列，而可得到太陽能電池模組(module)。然後，形成框架，成為太陽能電池面板。
實施形態1之太陽能電池係具備設置在受光面或是背面之至少一面之柵電極與匯流電極，將所形成之柵電極或匯流電極，藉由進行2次以上網版印刷來形成，在第1次之印刷部與第2次之印刷部間具有重疊處。又，該重疊處係僅在匯流電極上，且與輸出測定時使探針接觸之位置及焊接導線時機械加壓之位置不同。
被分割之受光面匯流電極4B之間互相重疊之重疊區域Rx，藉由僅在受光面匯流電極4B之長邊方向設置，可不依賴所使用之印刷機之定位準確度，而形成高準確度之圖樣。又，受光面匯流電極4B與柵電極4G互相重疊之重疊區域Rx，即使柵電極4G以通過受光面匯流電極4B的方式連續印刷，在受光面匯流電極4B上或下之一部份重疊之狀態的過程中斷也沒有關係。
又，前述實施形態係假設第1導電層與第2導電層，但無論先在第1導電層或第2導電層印刷分割之印刷圖樣都沒有關係。
根據實施形態1，為了使探針接觸，在設計時確保 僅由第2導電層4b之圖樣所形成之平坦區域，因此不會促進在分割形成了受光面匯流電極與柵電極之太陽能電池之輸出測定時所使用之探針的劣化，又，可形成確保了導線也就是跳格線之附著強度之受光面匯流電極。
又，由於分成複數之電極圖樣之互相重疊區域，僅設置於匯流電極部中預計設為導線所連接的地方，柵電極上為不會重疊之構造，因此在受光面側採用此構造之情況也可抑制受光面積之減少。
根據實施形態1，以不同的電極材料來複數次印刷形成太陽能電池之受光面匯流電極與柵電極時，能達成與測定用探針之接觸良好，且與跳格線之接觸性優良之太陽能電池之效果。
在以往之製造方法，在形成受光面電極時，係以銀粉末含有量高之漿來形成整體的電極圖樣，因此會導致製造成本的高騰。
一般而言，受光面匯流電極的線寬係較柵電極粗，又，做為太陽能電池模組，在市場使用時，由於連接了用以將所收集之載子取出至外部之導線，因此即使電阻率高於柵電極，對於做為太陽能電池模組之變換效率也不會有太大的影響。因此，在以往之太陽能電池，係採用藉由將受光面匯流電極與柵電極分成2個以上的部分，在第1次印刷之受光面匯流電極使用例如30wt%以上70wt%以下之含有銀粉末相對較少之導電膠，或是使用了較銀廉價之金屬粉末，例如銅之導電膠進行網版印刷，在150℃以上220℃以下使其乾燥後，在第2次 印刷使用例如70wt%以上95wt%之含有銀粉末相對較高之導電膠進行網版印刷，僅形成柵電極而製作太陽能電池，來抑制製造成本之方法。
然而，例如在柵電極形成後，以重疊在柵電極上的方式形成受光面匯流電極，或以重疊在受光面匯流電極上的方式形成柵電極等之以往例之方法，不僅會因受光面匯流電極上之凹凸造成在後續步驟之不良影響，並且發生由於重疊部突出於受光面，而造成受光面積減少之缺點。
藉由實施形態1，可解決上述之以往之太陽能電池的課題，可得到與測定用探針之接觸良好，且與跳格線之接觸性優良之太陽能電池。
在實施形態1，以第1導電層4a在第1層形成含有不連續部之受光面匯流電極4B之一部分，接著以第2導電層4b形成柵電極4G與受光面匯流電極4B之一部分。由於柵電極4G形成於上層側，因此受光面匯流電極4B可不跨過柵電極4G上而形成，因此可防止因匯流電極滲出，而使交叉部分變得寬廣。藉此可抑制光電變換面積之低減。
實施形態1之太陽能電池之製造方法，可適用於受光面之電極形成，若是兩面受光太陽能電池或以背接觸(back contact)太陽能電池的方式在背面配置匯流電極與柵電極之太陽能電池之情況，也可適用於背面。
如以上說明，實施形態1之太陽能電池，第1個分割之電極圖樣，係在太陽能電池之輸出測定步驟之測定輸出時，使探針接觸於匯流電極上之接觸位置，與在導線連接步 驟，將導線以焊接等之伴隨加壓之連接而用以連接之機械性加壓之處。為充分考慮兩步驟對於太陽能電池之定位準確度之部分，且考慮使分割之第2個的電極圖樣重疊之部分，亦即重疊區域在受光面匯流電極之長邊方向之在印刷步驟之圖樣印刷位置準確度之形狀。然後，使其成為在受光面匯流電極形狀加上了柵電極之印刷圖樣來設計。也就是分割之第2個電極圖樣，係使中斷之受光面匯流電極在長邊方向連接之部分，與第1個圖樣之受光面匯流電極上重疊之形狀做為合成形狀。重疊部分，係考慮與第1個圖樣相同之印刷位置準確度，而僅在受光面匯流電極之長邊方向設置。對於這些的分割之電極形狀圖樣，分別製作具有分割電極形狀圖樣之開口部之網版印刷用之印刷版，藉由進行複數次之網版印刷而形成第1圖所示之受光面電極。
又，雖然在實施形態1係將除了重疊區域Rx以外之第2導電層上區域Rb做為探針設置區域及跳格線連接時之加壓區域，但除了重疊區域Rx以外之受光面匯流電極上之第1導電層上區域Ra係充分寬廣之情況，也可做為探針設置區域及跳格線連接時之加壓區域。
以第2導電體層之電極圖樣所形成之電極，由於銀粉末的含有量較印刷由第1導電體層所形成之電極圖樣時所使用之導電膠多，因此一般而言，會比第1導電層所形成之電極圖樣厚。因此，用以形成電極之複數次的網版印刷，會先從銀粉末含有量較少來作為由第1導電層形成的電極圖樣。首先，印刷由第1導電層所形成之電極圖樣，接著印刷1次或複 數次由第2導電層所形成之電極圖樣來重疊，由於此順序比較容易得到接近目的之電極形狀，因此大多採用該順序，但也可先印刷從第2導電層所形成之電極圖樣。
亦即，在實施形態1，匯流電極及柵電極之分割形狀圖樣，係具有：在對於匯流電極連接導線之步驟中，機械性地壓住匯流電極與導線之部分與柵電極之第2分割形狀圖樣，與含有剩下的匯流電極之第1分割形狀圖樣。
又，在對於匯流電極連接導線之步驟中機械性地壓住匯流電極與導線之部分，若與太陽能電池之輸出測定中探針接觸的部分為一致的情況，皆以與導線被機械性壓住的部分與柵電極被包含於藉由第2印刷版所得到之第2分割形狀圖樣，與含有剩下的匯流電極之藉由第1印刷版所得到之第1分割形狀圖樣來構成。即使在對於匯流電極連接導線之步驟中機械性地壓住匯流電極與導線之部分，與太陽能電池之輸出測定中探針接觸的部分不一致之情況，只要調整將含有匯流電極與柵電極之藉由第2印刷版所得到之分割形狀圖樣，使其同時含有在太陽能電池之輸出測定中探針接觸的部分與機械性地壓住與導線之部分即可。
實施形態2.
以下，基於圖式，詳細說明有關於本發明之實施形態2之太陽能電池及太陽能電池之製造方法。在第12圖係模式地繪示實施形態2之太陽能電池之受光面，第13圖係實施形態2之太陽能電池之重要部分放大圖，第14圖係第13圖之B2-B2剖面圖。在實施形態1之太陽能電池，柵電極4G，係僅以第2 導電層4b所形成，受光面匯流電極4B，係以第1導電層4a與第2導電層4b所構成，但在實施形態2，係使形成順序相反。在實施形態2之太陽能電池，柵電極4G，係以第2導電層4b所形成，受光面匯流電極4B，係以第1導電層4a與第2導電層4b所構成。在實施形態2，與實施形態1相同，在沿著長邊方向之一部份具有重疊在與一部分的第2導電層4b上的第1導電層4a之重疊區域Rx，但是在第2導電層4b上之第1導電層4a重疊的點有所不同。在形成集電電極4時，首先使用具有第10圖所示之第2開口h2與相當於柵電極4G之第3開口h3之第2印刷版41，來印刷第2導電膠以形成第2導電層4b，接著，使用如第9圖所示具有與第2開口h2之一部分重疊的第1開口h1之第1印刷版40，來印刷第1導電層4a。含有：在使用具有重疊於一部分第1開口h1之第2開口h2，與相當於柵電極4G之第3開口h3之第2印刷版41，來印刷第2導電膠，形成第2導電層4b之步驟之後，接著使用在沿著受光面匯流電極4B的長邊方向，具有不連續部之第1開口h1之第1印刷版40，在一部分的匯流電極上印刷第1導電膠，形成第1導電層4a之步驟。在實施形態2之太陽能電池中，受光面匯流電極4B，係在沿著長邊方向的一部分，具有重疊於第2導電層4b上之第1導電層4a的重疊區域Rx。在實施形態2，將除了重疊區域Rx以外之第2導電層上區域Rb做為探針設置區域及跳格線連接時之加壓區域。第2導電層上區域Rb，係在上層沒有第1導電層4a之區域。
藉由實施形態2之構成，分割之電極圖樣之第1 層，為在太陽能電池之輸出測定步驟之測定輸出時使探針接觸於匯流電極上之接觸位置，且為在導線連接步驟，將導線以焊接等之伴隨加壓之連接法而用以連接之機械性壓住之地方，使信賴性高的封裝變為可能。亦即，可得到與測定用探針之接觸良好，且與跳格線之接觸性優良之太陽能電池。
在實施形態2，在第1層中，以第2導電層4b形成柵電極4G與受光面匯流電極4B的一部分，接著以第1導電層4a形成含有不連續部之匯流電極。由於將柵電極4G形成於下層側，因此會變成在平滑的太陽能電池基板表面上形成柵電極4G，可形成由高準確度的微細圖樣所形成之柵電極4G。
亦即，在實施形態2，匯流電極及柵電極之分割形狀圖樣，係具有：含有包含在對於匯流電極連接導線之步驟中，機械性地壓住匯流電極與導線之部分之匯流電極與柵電極之第3分割形狀圖樣、含有前述匯流電極之一部分之第4分割形狀圖樣。
又，在連接匯流電極之導線的步驟中，機械性地壓住匯流電極與導線之部分，若與太陽能電池之輸出測定中探針接觸的部分一致之情況，皆以包含導線被機械性壓住的部分與柵電極的第3之分割形狀圖樣，與含有剩下的匯流電極之第4分割形狀圖樣來構成即可。即使在對於匯流電極連接導線之步驟中，機械性地壓住匯流電極與導線之部分，與太陽能電池之輸出測定中探針接觸的部分不一致之情況，只要調整將含有匯流電極與柵電極之分割形狀圖樣，使其同時含有在太陽能電池之輸出測定中探針接觸的部分與機械性地壓住與導線之部 分即可。
又，即使在本實施形態，第1導電層及第2導電層，也沒有限定為以不同之導電漿來形成，也可以相同的導電漿來形成。又，更不用說，也可以複數的印刷步驟形成各層。
實施形態3.
接著，說明關於太陽能電池之輸出測定裝置。在第15圖，係實施形態3之太陽能電池之輸出裝置之說明圖，繪示太陽能電池之受光面匯流電極4B、背面匯流電極10與輸出測定用之探針PA、PB之位置關係圖，第16圖係探針PA之說明圖，第17圖係表示探針PA之尖端之重要部分放大圖。進行在實施形態1所形成之太陽能電池之輸出測定之情況，係如第15圖所示，使輸出測定用之探針PA、PB接觸於受光面匯流電極4B與背面匯流電極10之間，測定探針PA、PB間之輸出。在此，為了簡化，將受光面匯流電極4B、背面匯流電極10之測定部之第2導電層上區域Rb之以第2導電層1層所構成之區域，係在長邊方向分割成8個而配置。亦即，受光面匯流電極4B，係具有從電池端部依序排列之8個的焊墊電極。在此，將探針PA、PB接觸於除了在兩端之第1焊墊電極與第8焊墊電極之2個以外的第2至第7焊墊電極之6處測定輸出。其中，將電流端子PIA、PIB接觸於第2、第4、第5、第7之焊墊電極。又，將電壓端子PVA、PVB接觸於第3、第6之焊墊電極。探針之電壓端子PVA、PVB係連接於伏特計90，探針之電流端子PIA、PIB係連接於安培計91。
如此，在將電流端子PIA、PIB與電壓端子PVA、PVB 接觸於各焊墊電極之狀態下，藉由一邊使流過電流端子PIA、PIB之電流值變化，一邊測定電壓端子PVA、PVB之電壓，來測定太陽能電池之電流電壓特性(IV特性)。
探針之剖面圖係如第16圖所示，探針之尖端與受光面匯流電極4B之加壓區域之重要部分放大圖係如第17圖所示，探針PA、PB係具有支架插座80、使支架插座80內可上下動作之彈性地裝著之針銷81與設置於針銷81之尖端部之圓盤狀之接觸部82。下側為接觸太陽能電池之電極之面。在圓盤狀之接觸部82之與焊墊電極之接觸面82S側設置了凹凸。例如，受光面匯流電極4B之燒成後之形狀並非完全平坦而具有凹凸，但藉由以如此之具有凹凸之圓盤狀的接觸部82構成探針PA、PB之尖端，可減低探針PA、PB與受光面匯流電極4B及背面匯流電極10之接觸電阻。第16圖係探針之剖面圖，在測定時使針銷81接觸加壓於太陽能電池之受光面匯流電極4B及背面匯流電極10，透過滑動部，使針銷81與支架插座80導通。
在此，在第1導電層4a與導電層4b重疊之區域Rx部分形成了合金部，在燒成後形成較第1導電層4a更大的凹凸。因此，在太陽能電池之IV測定時，探針若與合金部，也就是重疊區域Rx接觸，由於凹凸大，使得探針之尖端部分接觸，因此滑動部的磨耗變快。在本實施形態，使探針PA接觸以受光面匯流電極4B之第2導電層1層所構成之第2導電層上區域Rb而設計配置。又，在實施形態3，關於背面側匯流電極10，也以同於受光面側之圖樣，以第1背面導電層構成一部分無圖示之背面柵電極及背面匯流電極之一部分，使背面匯 流電極形成一部分重疊區域而形成第2背面導電層所形成之背面匯流電極。然後，使探針PB接觸於並非由背面匯流電極10之第1導電體1層所構成之第1背面導電層上區域RBa，而為接觸由第2導電層1層所構成之第2背面導電層上區域RBb而設計配置。因此，可抑制探針PA、PB之磨耗，可抑制探針PA、PB與太陽能電池之受光面匯流電極4B及背面匯流電極10之接觸電阻之增加，而可使測定準確度安定。
在實施形態3，說明了關於輸出測定用之探針之加壓處，對於將導線裝著於匯流電極時之接合工具尖端之加壓處，也使其成為受光面匯流電極4B之第2導電層1層所構成之第2導電層上區域Rb而設計配置。與第17圖所示相同，藉由使第2導電層1層所構成之第2導電層上區域Rb為加壓處，可使導線與受光面匯流電極或背面匯流電極之接合變得確實。
又，若p型單晶矽基板1之大小為100mm至160mm平方之情況，如第15圖所示，在匯流電極之長邊方向2處設置電壓端子Pv，藉由在各別的電壓端子Pv之長邊方向之前後設置2個電流端子PI，可準確度良好地測定太陽能電池之電流電壓特性(IV特性)。亦即，藉由設置合計6個之2個電壓端子與4個電流端子，使準確度較高的電流電壓特性測定(IV測定)變為可能。為了與這些電壓端子Pv、電流端子PI接觸，將相當於電壓端子Pv、電流端子PI接觸之加壓處的第2導電層上區域Rb，分割成6處而設置即可。亦即，藉由將第2導電層上區域Rb分割成6處，可得到可準確度良好地測定電流電壓特性(IV特性)之太陽能電池。
又，藉由設置較相當於電壓端子Pv、電流端子PI接觸之加壓處之更外側之相當於加壓處之第2導電層上區域Rb而連接導線，可有效率地收集以太陽能電池發電之電流，而可使變換效率提升。因此，只要將相當於加壓處之第2導電層上區域Rb分割成8處來設置即可，亦即，藉由將第2導電層上區域Rb分割成8處，不僅可以精度良好地測定電流電壓特性(IV特性)，且可有效率地收集電流，而可得到使變換效率提升之太陽能電池。
如以上，藉由以相當於加壓處之含有匯流電極與柵電極之第1分割形狀圖樣，與含有剩下之匯流電極之第2分割形狀圖樣來構成匯流電極及柵電極之分割形狀圖樣，不僅可以準確度良好地測定電流電壓特性(IV特性)，且可有效率地收集電流，而可得到使變換效率提升之太陽能電池。又。第1分割形狀圖樣之數以6至8為佳。
又，在前述實施形態1至3，係在一方的層形成匯流電極與柵電極，另一方的層形成含有不連續部之匯流電極，但並非限定於此，柵電極之形狀圖樣，並非一定要在一方的層形成，也可分成複數的層形成。只要匯流電極在長邊方向被分割，使被分割之匯流電極僅在長邊方向具有重疊區域而進行複數次之網版印刷即可。藉由該構成，可在以複數次的印刷形成太陽能電池之柵電極與匯流電極時，得到與測定用探針之接觸良好，且與跳格線之連接性優良之太陽能電池。
又，在前述實施形態1至3，第1及第2導電性層，雖使用具有不同組成之導電膠而形成，但也可適用於使用同一 導電膠而形成之情況。
在以上實施形態所示之構成，係表示本發明之內容之一例，也可組合別的已知技術，只要在不脫離本發明之要旨的範圍，也可變更、省略構成的一部分。
4a‧‧‧第1導電層
4b‧‧‧第2導電層
4G‧‧‧柵電極
4B‧‧‧受光面匯流電極
Ra‧‧‧第1導電層上區域
Rb‧‧‧第2導電層上區域
Rx‧‧‧重疊區域

Claims (19)

  1. 一種太陽能電池之製造方法，係具有：太陽能電池用基板、形成於前述太陽能電池用基板之第1及第2集電電極，前述第1及第2集電電極內之至少一方，係在前述太陽能電池用基板上具有：全面分布而形成之柵電極，以及鄰接於前述柵電極，用以進行電流取出之匯流電極之太陽能電池之製造方法，其特徵在於，前述匯流電極及前述柵電極之形狀圖樣，係前述匯流電極僅在長邊方向被分割成複數個，並藉由進行複數次之網版印刷步驟，使被分割成複數個之前述匯流電極之間僅在長邊方向具有重疊區域而形成。
  2. 如申請專利範圍第1項之太陽能電池之製造方法，其中前述網版印刷步驟，係包括：形成第1導電層之步驟，使用在沿著長邊方向含有不連續部之第1開口之第1印刷版，印刷第1導電膠，成為匯流電極區域之一部分；以及形成第2導電層之步驟，使用具有與前述第1開口之一部份重疊之第2開口，及相當於前述柵電極之第3開口之第2印刷版，印刷第2導電膠，其中，前述匯流電極在沿著長邊方向之一部份具有前述第1導電層與前述第2導電層重疊之區域。
  3. 如申請專利範圍第2項之太陽能電池之製造方法，其中前述第1導電膠的組成與前述第2導電膠不同。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之太陽能電池之製造方法，其 中前述形成第2導電層之步驟，係在形成前述第1導電層之步驟後進行。
  5. 如申請專利範圍第2或3項之太陽能電池之製造方法，其中前述形成第1導電層之步驟，係在形成前述第2導電層之步驟後進行。
  6. 如申請專利範圍第2或3項之太陽能電池之製造方法，其中前述匯流電極及前述柵電極之分割形狀圖樣包括：藉由前述第2印刷版所得到之第2分割形狀圖樣，其含有將導線連接至前述匯流電極連接之步驟中，機械地壓住前述匯流電極與前述導線之部分，及前述柵電極；以及藉由前述第1印刷版所得到之第1分割形狀圖樣，其含有剩下的前述匯流電極。
  7. 如申請專利範圍第4項之太陽能電池之製造方法，其中前述匯流電極及前述柵電極之分割形狀圖樣包括：藉由前述第2印刷版所得到之第2分割形狀圖樣，其含有將導線連接至前述匯流電極連接之步驟中，機械地壓住前述匯流電極與前述導線之部分，以及前述柵電極；以及藉由前述第1印刷版所得到之第1分割形狀圖樣，其含有剩下的前述匯流電極。
  8. 如申請專利範圍第5項之太陽能電池之製造方法，其中前述匯流電極及前述柵電極之分割形狀圖樣包括：藉由前述第2印刷版所得到之第2分割形狀圖樣，其含有將導線連接至前述匯流電極連接之步驟中，機械地壓住前述匯流電極與前述導線之部分，以及前述柵電極；以及 藉由前述第1印刷版所得到之第1分割形狀圖樣，其含有剩下的前述匯流電極。
  9. 如申請專利範圍第2或3項之太陽能電池之製造方法，其中前述匯流電極及前述柵電極之分割形狀圖樣包括：藉由前述第2印刷版所得到之含有前述匯流電極及前述柵電極之第3分割形狀圖樣，其同時含有將導線連接至前述匯流電極連接之步驟中，機械地壓住前述匯流電極與前述導線之部分，及在前述太陽能電池之輸出測定中，探針接觸的部分；以及藉由前述第1印刷版所得到之第4分割形狀圖樣，其含有前述匯流電極之一部分。
  10. 如申請專利範圍第4項之太陽能電池之製造方法，其中前述匯流電極及前述柵電極之分割形狀圖樣包括：藉由前述第2印刷版所得到之含有前述匯流電極及前述柵電極之第3分割形狀圖樣，其同時含有將導線連接至前述匯流電極連接之步驟中，機械地壓住前述匯流電極與前述導線之部分，及在前述太陽能電池之輸出測定中，探針接觸的部分；以及藉由前述第1印刷版所得到之第4分割形狀圖樣，其含有前述匯流電極之一部分。
  11. 如申請專利範圍第5項之太陽能電池之製造方法，其中前述匯流電極及前述柵電極之分割形狀圖樣包括：藉由前述第2印刷版所得到之含有前述匯流電極及前述柵電極之第3分割形狀圖樣，其同時含有將導線連接至前述 匯流電極連接之步驟中，機械地壓住前述匯流電極與前述導線之部分，及在前述太陽能電池之輸出測定中，探針接觸的部分；以及藉由前述第1印刷版所得到之第4分割形狀圖樣，其含有前述匯流電極之一部分。
  12. 如申請專利範圍第3項之太陽能電池之製造方法，其中前述第1導電層的銀含有率較前述第2導電層低。
  13. 一種太陽能電池，係具有太陽能電池用基板與形成於前述太陽能電池用基板上之第1及第2集電電極之太陽能電池，其特徵在於，前述第1及第2集電電極之中之至少一方，係具有具備了分布於全面而形成之柵電極、以及鄰接於前述柵電極之用以進行電流取出之匯流電極之集電電極，前述匯流電極，係具有沿著長邊方向含有不連續部的第1導電層，以及與前述第1導電層間具有重疊部分，且覆蓋前述不連續部之第2導電層，前述柵電極，係由前述第1導電層或前述第2導電層所構成。
  14. 如申請專利範圍第13項之太陽能電池，其中，前述第1導電層的組成與第2導電層不同。
  15. 如申請專利範圍第13或14項之太陽能電池，其中前述柵電極由前述第2導電層所構成，前述匯流電極，在沿著長邊方向的一部分，具有重疊於前述第1導電層上之前述第2導電層之重疊區域。
  16. 如申請專利範圍第13或14項之太陽能電池，其中前述柵電極由前述第2導電層所構成，前述匯流電極，在沿著長邊方向的一部分，具有重疊於前述第2導電層上之前述第1導電層之重疊區域。
  17. 如申請專利範圍第13或14項之太陽能電池，其中前述匯流電極及前述柵電極之分割形狀圖樣包括：第1分割形狀圖樣，其含有分割成6至8處之前述匯流電極及前述柵電極；第2分割形狀圖樣，其含有剩下之匯流電極。
  18. 如申請專利範圍第15項之太陽能電池，其中前述匯流電極及前述柵電極之分割形狀圖樣包括：第1分割形狀圖樣，其含有分割成6至8處之前述匯流電極及前述柵電極；第2分割形狀圖樣，其含有剩下之匯流電極。
  19. 如申請專利範圍第16項之太陽能電池，其中前述匯流電極及前述柵電極之分割形狀圖樣包括：第1分割形狀圖樣，其含有分割成6至8處之前述匯流電極及前述柵電極；第2分割形狀圖樣，其含有剩下之匯流電極。
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